传奇芯片555的起源与应用

2022-10-24 12:35:55 来源:EETOP
555定时器于1971年由电子工程师Hans Camenzind发明,他受电子制造商Signetics的委托为其开发锁相环(LLP) 芯片。在最初设计的几天后,Camenzind想到了使用直接电阻而不是恒定电流源,发现修改后的效率更高。

这导致所需的9个外部引脚减少到8个,使该IC可以封装在8个引脚的封装中,而不是14个引脚。这个修订版通过了设计审查,原型于1971年10月完成,成为NE555V(塑料DIP)和SE555T(金属TO-5),这些设计至今仍在使用。

555 定时器是单片 IC,可向数字系统提供信号以改变其状态。它们也可以用作多谐振器或振荡器的一种形式,它有两个阶段,可以由任一状态输出。本质上,它是两个带有再生反馈的放大器电路。

555定时器是单片集成电路,为数字系统提供信号以改变其状态。它们也可以用作多谐振器或振荡器的一种形式,它有两种状态,可以由任何一个状态输出。实质上,它是两个安排有再生反馈的放大器电路。

“555”名称的由来

据悉定时器的名字来自于原来的模型封装了三个电阻,每个额定为5 kΩ。然而,,Camenzind表示:“这只是随意选择的。是 Art Fury(营销经理)认为这款芯片会大卖,所以选择了‘555’这个名字。”

为此,今天使用了两种类型的 555 定时器,它们都是八管脚的芯片。最常见的是矩形“V”封装,每侧有四个引脚。另一个版本是圆形的 "T "型封装,这曾经是最常见的,但现在已经有些失宠了。

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图1


八个引脚功能定义(图 1):

其中:

  • THR引脚为阈值设定,确定定时器在每个开/关周期内输出电压的时间。

  • DIS为放电引脚,通常接一个电容,会影响时间间隔

555里面有什么?

接下来,我们将查看 555 定时器的内部电路,并在上面的框图中指出每个符号的含义(图 2)。中间是一对用倒三角形符号表示的比较器。这些用于比较两个电压或电流,并输出一个数字信号,指示哪个更大。此外,以矩形表示的触发器是具有两种稳定状态的电路,可用于存储简单信息。该定时器还包含一个分压器、一个放电晶体管和一个输出级。

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分压器(如图顶部所示)具有三个连接在一起的 5kΩ 电阻器。它提供的参考电压为所提供电压的 1/3 和 2/3,范围为 5 至 15 V。这就是这些比较器发挥作用的地方,因为它们比较两个模拟输入电压的正(非反相)和负(反相)输入端。

例如,如果正极的输入电压高于负极的输入电压,比较器将输出1;或者,如果负极的输入电压高于正极的电压,比较器将输出0。

第一个比较器的负输入端与分压器和外部控制引脚(Pin 5)的2/3参考电压相连,而正输入端则与外部阈值引脚(Pin 6)相连。此外,第二个比较器的负输入端与触发管脚脚(Pin 2)相连,而正输入端与分压器的1/3参考电压相连。

通过利用这三个引脚,用户可以控制两个比较器的输出,然后通过管道连接到触发器的 R 和 S 输入。当 R 为 0 且 S 为 1 时,触发器将输出 1;相反,当 R 为 1 且 S 为 0 时,它将输出 0。此外,触发器可以通过复位引脚(引脚 4)复位,然后可以覆盖两个输入,从而在任何给定时间复位整个定时器.

触发器的 Q-bar 输出进入输出级或输出驱动器,允许它向负载提供或吸收 200 mA 的电流。触发器的输出还连接到将放电引脚(Pin 7)连接到地的晶体管。

555 的多种模式

555 定时器可以以几种不同的方式使用。例如,单稳态操作,其中输出信号定期在默认关闭位置和临时打开位置之间切换,最常用于定时器。此配置由一种稳定和不稳定状态组成。如果稳定输出设置为高,则定时器的输出为高。

非稳态操作是当输出电压以设定的模式上升和下降时,本质上使其成为一个振荡器。由于该模式可以变化,它可以用于任何需要特定频率的目的。在这种模式下,输出没有稳定的电平,输出将在高和低之间不断摆动。这意味着它没有任何稳定的状态,在没

最后,双稳态操作是指信号可以保持在两个位置之一,这意味着 555 定时器可以充当最小的计算机内存单元。在这种配置中,两种输出状态都是稳定的。在每次中断时,输出从低电平变为高电平,反之亦然。例如,如果有一个高电平输出,它会在收到中断后变为低电平并保持低电平,直到下一个中断改变状态。

555 定时器应用

有大量的 555 定时器应用,涵盖大量行业,包括广泛用于控制伺服、放大器和电信的 PWM 脉宽调制 (PWM) 和脉冲位置调制 (PPM)。它们还可用于调光器、精确时间延迟、数字逻辑探头和模拟频率计。此外,他们会在转速表中找到家;直流对直流转换器;直流稳压器;电压频率转换器;以及脉冲、波形和方波生成等。 

除此之外,555定时器还可以集成在电缆测试器、汽车雨刷速度控制、定时开关、延时生成器、单稳态多晶振荡器和星形多晶振荡器上使用。

原文

http://www.electronicdesign.com/technologies/analog/article/21252714/electronic-design-the-origin-explanation-and-applications-of-triplefive-timers

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